Магические методы

Question

Как реализована архитектура магических методов в python? Например:

class SomeClass:
    def __init__(self, x):
        self.x = x

    def __repr__(self):
        return "({})".format(self.x)

a = SomeClass(23)
print(repr(a))

Т.е. как происходит определние вызова нужного метода нужного класса? (repr класса SomeClass)?

Answer 1

Немного дополню предыдущие ответы. Согласно официальной документации, вот тут, специальные методы (именно так называются магические методы в документации) это подход python к перегрузке операторов, позволяющий классам определять свое поведение в отношении операторов языка. Из этого можно заключить, что интерпретатор имеет "некую таблицу" (назовём это так) соответствия операторов к методам класса. Перегружая эти методы, вы можете управлять "поведением" операторов языка относительно вашего класса.

Также, если в некотором классе сделать любой специальный (магический) метод None, то это будет означать, что данная операция для некоторого класса не доступна, а соответствующий оператор, применённый к этому классу, вернет TypeError.

Сигнатуру функции repr для СPython, вы можете посмотреть только в исходниках на С. В модуле builtins.py она выглядит следующим образом

def repr(obj): # real signature unknown; restored from __doc__
    """
    Return the canonical string representation of the object.

    For many object types, including most builtins, eval(repr(obj)) == obj.
    """
    pass

Но думаю тут и так понятно.

Создавая свой класс без наследников, вы неявно наследуете класс object со всеми его специальными методами включая и repr. В модуле builtins.py это выглядит так:

class object:
    """ The most base type """
    .... # ещё порядка 20 магических методов
    def __repr__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Return repr(self). """
    pass

Таким образом можно сделать, ещё один вывод, что даже "пустой" пользовательский класс, готов для применения, в том или ином виде, операторами (функциями) языка.

И ещё немного о соответствии тут

Answer 2

Магический метод — это просто метод, который вызывается неявно, часто чтобы выполнить операцию для типа. К примеру, можно определить __bool__ метод, чтобы указать является ли объект True/False в булевом контексте (если поведение по умолчанию, основанное на __len__ или True, не подходит). Очень многие аспекты поведения объектов в Питоне могут быть изменены таким образом. К примеру, plumbum модуль, за счёт перегрузки операторов, встраивает sh-подобный язык прямо в Питон:

#!/usr/bin/env python
from plumbum.cmd import awk, sort
(awk["-f", "script.awk"] << "input data" | sort > "outfile.txt")()

Здесь определены __getitem__([]), __lshift__(<<), __or__(|), __gt__(>), __call__(()) методы.

Как реализована архитектура магических методов в python?
Как происходит определение вызова нужного метода нужного класса?

repr(SomeClass()) приводит к вызову SomeClass.__repr__ (если определён), потому что документация repr() функции так говорит.

В целом, ничего особенно не происходит, к примеру, вы можете свой протокол определить:

def quack(obj):
    return getattr(obj, 'quack', None)()

Любой объект, для которого определён метод quack(), независимо от его базовых классов, можно передать в функцию quack():

class Duck:
    def quack(self):
        return "Quack! Quack! Quack!"
print(quack(Duck()))

Для остальных классов TypeError выбрасывается:

try:
    quack(1)
except TypeError:
    print("целое число не квакает")

Отличие quack() от настоящих магических методов, что не используется двойное подчёркивание в имени метода, по соглашению, зарезервированное для протоколов, определяемых самим языком и нет требования определить метод в самом классе (определения из Мета-класса или присваивание метода объекту напрямую могут не работать для магических методов):

>>> class C:
...     pass    
>>> c = C()    
>>> c.__len__ = lambda: 0    
>>> len(c)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: object of type 'C' has no len()

Для сравнения, quack() можно прямо самому объекту присвоить:

>>> c.quack = lambda: "ga ga"
>>> quack(c)
'ga ga'

Но чтобы len() работала, необходимо определение в сам класс помещать:

>>> class C:
...     def __len__(self):
...         return 0
>>> len(C())
0

Это сделано для оптимизации скорости вызова подобных методов и чтобы избежать "metaclass confusion", описанную выше по ссылке. В CPython, почти все специальные методы (термин для магических методов из спецификации языка) хранятся в специальных слотах в типе.

Answer 3

посмотрите на этот вопрос так

def __repr__(self):
     return "({x})".format(x=self.x)

class SomeClass:pass

a = SomeClass()
a.x = 23

print(__repr__(a))